De acordo com um novo artigo produzido por uma equipe da Universidade Técnica de Viena, na Áustria (TU Wien), o mistério que envolve a vida útil dos nêutrons livres pode ter uma solução em breve. Os resultados apontam que a resposta para esse problema pode estar no ‘estado excitado’ da partícula.
Os pesquisadores afirmam que esses nêutrons costumam decair em aproximadamente 15 minutos, mas eles não encontraram dados que confirmem a vida útil exata da partícula subatômica. Se estão em um núcleo atômico, esse valor muda, pois passam a existir por um período indeterminado. O estudo foi publicado na revista Physical Review D.
Mas os nêutrons livres, aqueles que decaem em 15 minutos, são diferentes. Quando os cientistas tentam realizar medições de sua vida útil nesse tipo de partícula, eles se deparam com resultados divergentes, mesmo utilizando dois métodos de estudo. Assim, os autores concluíram que a resposta talvez esteja no ‘estado excitado’ dos nêutrons livres.
“Por quase trinta anos, os físicos ficaram intrigados com resultados contraditórios sobre esse tópico. Para tais medições, um reator nuclear é frequentemente usado como fonte de nêutrons. Nêutrons livres são produzidos durante o decaimento radioativo no reator. Esses nêutrons livres podem então ser canalizados para um feixe de nêutrons, onde podem ser medidos com precisão”, disse um dos autores do estudo e associado do Instituto de Física Teórica da TU Wien, Benjamin Koch.
Estado excitado e nêutrons livres
Os cientistas conseguem produzir nêutrons livres a partir do decaimento radioativo em um reator nuclear; essas partículas então decaem e se transformam em elétrons, prótons ou antineutrinos. Para tentar compreender sua vida útil, os cientistas as canalizaram para realizar testes com um feixe de nêutrons e, assim, obter medições precisas.
Em outro método, os nêutrons livres são colocados em um recipiente fechado para observar quanto tempo permanecem dentro dele. Ao final das medições, os cientistas perceberam que, nos testes com feixes de nêutrons, a vida útil deles era cerca de oito segundos maior do que no outro método.
Para os cientistas, a vida útil dos nêutrons livres pode não ser a mesma devido aos diferentes estados iniciais em que se encontram.Fonte: TU Wien / Oliver Diekmann
O que acontece é que talvez nem todos os nêutrons surjam da mesma forma. Por exemplo, os nêutrons que iniciam em um estado excitado podem durar um pouco mais de tempo em comparação com aqueles que estão em um estado fundamental. Ou seja, no estado excitado, essas partículas subatômicas possuem mais energia.
“Você pode pensar nisso como um banho de espuma. Se eu adicionar energia e borbulhar, muita espuma é criada – você poderia dizer que coloquei o banho de espuma em um estado excitado. Mas se eu esperar, as bolhas estouram e o banho retorna ao seu estado original por si só. De acordo com nosso modelo, a probabilidade de decaimento de um nêutron depende fortemente de seu estado”, descreve o outro autor, Felix Hummel.
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